(57)【要約】【課題】  ロールとピッチとの相関関係を考慮したサスペンションの設計指標を提供することを課題とする。【解決手段】  サスペンション特性演算方法であって、前輪側のジオメトリ比例係数とタイヤ横力の二乗との積による前輪側の上下力と後輪側のジオメトリ比例係数とタイヤ横力の二乗との積による後輪側の上下力との和としてサスペンションのジオメトリによるピッチモーメントを演算する第１工程（Ｓ１）と、減衰力比例係数とロールレートとの積としてサスペンションの減衰力によるピッチモーメントを演算する第２工程（Ｓ２）と、この演算した２つのピッチモーメントの和とピッチモーメントに対するピッチ角のゲイン及びピッチ角の位相遅れとの積としてピッチ角を演算する第３工程（Ｓ３）と、この演算したピッチ角からピッチ角とロール角との位相差を演算する第４工程（Ｓ４，Ｓ５）とを含むことを特徴とする。【選択図】  図１
2007008373.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
サスペンションのジオメトリによるピッチモーメントを、前輪側のジオメトリから決まるジオメトリ比例係数とロール角の基本振動に基づいて設定される前輪側のタイヤ横力の二乗との積による前輪側に発生する上下力と後輪側のジオメトリから決まるジオメトリ比例係数とロール角の基本振動に基づいて設定される後輪側のタイヤ横力の二乗との積による後輪側に発生する上下力との和として演算する第１工程と、
サスペンションの減衰力によるピッチモーメントを、前後輪のサスペンションの減衰力特性の差により決まる減衰力比例係数とロールレートとの積として演算する第２工程と、
ピッチ角を、前記第１工程で演算したサスペンションのジオメトリによるピッチモーメントと前記第２工程で演算したサスペンションの減衰力によるピッチモーメントとの和とピッチモーメントに対するピッチ角のゲイン及びピッチ角の位相遅れとの積として演算する第３工程と、
前記第３工程で演算したピッチ角からピッチ角とロール角との位相差を演算する第４工程と
を含むことを特徴とするサスペンション特性演算方法。
【請求項２】
前記タイヤ横力を演算する場合、タイヤ横力に対するロール角の遅れ時間に基づいて演算することを特徴とする請求項１に記載するサスペンション特性演算方法。
【請求項３】
前記ジオメトリ比例係数は、ロールセンタの高さが高いほど大きな値に設定されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載するサスペンション特性演算方法。
【請求項４】
前記減衰力比例係数は、前後輪のサスペンションの減衰力特性の差が大きいほど大きな値に設定されることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載するサスペンション特性演算方法。
【請求項５】
前記ピッチ角とロール角との位相差は、前記第３工程で演算したピッチ角のフーリエ展開の二次成分の係数により求められることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載するサスペンション特性演算方法。
【請求項６】
前記前後輪のサスペンションの減衰力特性は、前輪の伸圧差と後輪の伸圧差との差であることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載するサスペンション特性演算方法。
【請求項７】
前記ロール角の基本振動は、運転者の操舵入力により生じる車両のロール運動におけるロール角の振動であることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載するサスペンション特性演算方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロール感を向上させるサスペンション特性演算方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両のサスペンションを設計する場合、操縦安定性を向上させるために様々な設計指標が提案されている。操縦安定性は、操舵時に発生するロールなどの車体の動きが大きく影響する。車体の動きのフィーリング評価（官能評価）としては、ロール感を評価している。ロール感に影響するものとして、操舵時に発生するロールとピッチが重要となることが判っている。そこで、操縦安定性を向上させるために、ロールを考慮した設計指標やピッチを考慮した設計指標によってサスペンションが設計されている。
【０００３】
また、車両には、操縦安定性を向上させるために、動的にサスペンションを制御するアクティブサスペンションを搭載したものがある。アクティブサスペンションでは、サスペンションのストロークなどから車両の挙動を検出し、目標のロール特性やピッチ特性になるようにアブソーバの油圧を制御する（特許文献１参照）。
【特許文献１】特公平５−４５４４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来のサスペンションの設計では、ロールを考慮した設計指標とピッチを考慮した設計指標とが別々に検討され、ロールとピッチとの相関関係が考慮されていなかった。そのため、十分な操縦安定性が得られない場合があった。また、アクティブサスペンションの場合も、ロールとピッチとの相関関係を考慮して制御を行っていないので、十分な操縦安定性が得られない場合があった。
【０００５】
そこで、本発明は、ロールとピッチとの相関関係を考慮したサスペンションの設計指標を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係るサスペンション特性演算方法は、サスペンションのジオメトリによるピッチモーメントを、前輪側のジオメトリから決まるジオメトリ比例係数とロール角の基本振動に基づいて設定される前輪側のタイヤ横力の二乗との積による前輪側に発生する上下力と後輪側のジオメトリから決まるジオメトリ比例係数とロール角の基本振動に基づいて設定される後輪側のタイヤ横力の二乗との積による後輪側に発生する上下力との和として演算する第１工程と、サスペンションの減衰力によるピッチモーメントを、前後輪のサスペンションの減衰力特性の差により決まる減衰力比例係数とロールレートとの積として演算する第２工程と、ピッチ角を、第１工程で演算したサスペンションのジオメトリによるピッチモーメントと第２工程で演算したサスペンションの減衰力によるピッチモーメントとの和とピッチモーメントに対するピッチ角のゲイン及びピッチ角の位相遅れとの積として演算する第３工程と、第３工程で演算したピッチ角からピッチ角とロール角との位相差を演算する第４工程とを含むことを特徴とする。
【０００７】
このサスペンション特性演算方法は、ロールとピッチとの発生タイミングを同期させることによって操舵時のロール感（ひいては、操縦安定性）を向上させることができることに着目し、ロールとピッチとの発生タイミングの条件を求める。そのために、サスペンション特性演算方法では、操舵時にピッチが発生する主要因であるサスペンションのジオメトリ（特に、ロールセンタのジオメトリ）に起因する旋回時の上下力が前輪側と後輪側で異なることによって発生するピッチモーメントとサスペンションの減衰力（特に、アブソーバの減衰力）の伸圧差に起因する旋回時の上下力が前輪側と後輪側で異なることによって発生するピッチモーメントをそれぞれ求め、２つのピッチモーメントからピッチ角を求め、そのピッチ角からピッチ角とロール角との位相差を求める。具体的には、第１工程により、前輪側のジオメトリから決まるジオメトリ比例係数とロール角の基本振動に基づいて設定される前輪側のタイヤ横力の二乗との乗算値（前輪側に発生する上下力）と後輪側のジオメトリから決まるジオメトリ比例係数とロール角の基本振動に基づいて設定される後輪側のタイヤ横力の二乗との乗算値（後輪側に発生する上下力）とを加算し、サスペンションのジオメトリによるピッチモーメントを求める。また、第２工程により、前後輪のサスペンションの減衰力特性の差により決まる減衰力比例係数とロールレートとを乗算し、サスペンションの減衰力によるピッチモーメントを求める。そして、第３工程により、サスペンションのジオメトリによるピッチモーメントとサスペンションの減衰力によるピッチモーメントとの加算値（ピッチモーメント）にピッチモーメントに対するピッチ角のゲインと位相遅れとを乗算し、ピッチ角を求める。さらに、第４工程により、求めたピッチ角からピッチ角とロール角との位相差を表す条件式（サスペンション設計に必要なジオメトリ特性、減衰力特性、ロール動特性、ピッチ動特性などを含む式）を求める。この位相差を表す条件式を用いて、ロールとピッチの発生タイミングを同期させるために、位相差を０にするようにサスペンションを設計する（ジオメトリ特性、減衰力特性、ロール動特性、ピッチ動特性などを設計する）。このように、サスペンション特性演算方法では、ロールとピッチとの相関関係を考慮した条件を求めることができ、この条件からロール感（操縦安定性）を向上させるサスペンションを設計することができる。
【０００８】
本発明の上記サスペンション特性演算方法では、タイヤ横力を演算する場合、タイヤ横力に対するロール角の遅れ時間に基づいて演算するように構成してもよい。
【０００９】
このサスペンション特性演算方法の第１工程では、ロール角の基本振動に対して操舵時に発生するタイヤ横力に対するロール角の遅れ時間を考慮してタイヤ横力を求める。これによって、サスペンションのジオメトリによるピッチモーメントを高精度に求めることができる。
【００１０】
本発明の上記サスペンション特性演算方法では、ジオメトリ比例係数は、ロールセンタの高さが高いほど大きな値に設定される。
【００１１】
このサスペンション特性演算方法の第１工程では、ジオメトリの比例係数がロールセンタの高さが高いほど大きい値に設定される。したがって、ロールセンタが高いほど、サスペンションのジオメトリによるピッチモーメントが大きくなる。
【００１２】
本発明の上記サスペンション特性演算方法では、減衰力比例係数は、前後輪のサスペンションの減衰力特性の差が大きいほど大きな値に設定される。
【００１３】
このサスペンション特性演算方法の第２工程では、減衰力比例係数が前後輪のサスペンションの減衰力特性の差が大きいほど大きい値に設定される。したがって、前後輪のサスペンションの減衰力特性の差が大きいほど、サスペンションの減衰力によるピッチモーメントが大きくなる。
【００１４】
本発明の上記サスペンション特性演算方法では、ピッチ角とロール角との位相差は、第３工程で演算したピッチ角のフーリエ展開の二次成分の係数により求められる構成としてもよい。
【００１５】
このサスペンション特性演算方法の第４工程では、操舵時のピッチの基本周波数はロールの２倍であることから、第３工程で求めたピッチ角をフーリエ変換し、そのフーリエ展開の二次成分の係数からピッチ角とロール角との位相差を求める。このように、ピッチに最も影響を与えるフーリエ展開の二次成分だけによって位相差を求めることにより、条件を簡単な式で表すことができる。
【００１６】
本発明の上記サスペンション特性演算方法では、前後輪のサスペンションの減衰力特性は、前輪の伸圧差と後輪の伸圧差との差としてもよい。
【００１７】
このサスペンション特性演算方法では、前後輪のサスペンションの減衰力特性が前輪の伸圧差と後輪の伸圧差との差であるので、ピッチ角とロール角との位相差が０になるように前輪の伸圧差と後輪の伸圧差との差を適切に設定することにより、ロールとピッチとの発生タイミングを同期させることができる。
【００１８】
本発明の上記サスペンション特性演算方法では、ロール角の基本振動は、運転者の操舵入力により生じる車両のロール運動におけるロール角の振動である。
【００１９】
このサスペンション特性演算方法では、ロール角の基本振動が運転者の操舵入力により生じる車両のロール運動におけるロール角の振動であるので、運転者の操舵入力により発生する車両のロール運動とピッチ運動の周期を適切な関係にでき、ロールとピッチとの相関関係を考慮した条件を高精度に求めることができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、ロールとピッチとの相関関係を考慮したサスペンションの設計指標を提供することができ、この設計指標に従ってサスペンションを設計することによりロール感（操縦安定性）を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図面を参照して、本発明に係るサスペンション特性演算方法の実施の形態を説明する。
【００２２】
本実施の形態では、まず、ロールとピッチとのタイミングについて説明し、その後に、ロールとピッチとの発生タイミングを同期させるためのサスペンション設計について説明する。本実施の形態に係るサスペンション設計では、アクティブサスペンションを搭載しないノーマルのサスペンションに適用した場合について説明する。
【００２３】
図１〜図４を参照、ロールとピッチとのタイミングについて説明する。図１は、ロール感の官能評価が高い車両のロール角とピッチ角とのリサージュ波形を示す図であり、（ａ）が評価の高い車両の一例であり、（ｂ）が評価の高い車両の他例である。図２は、ロール感の官能評価が低い車両のロール角とピッチ角とのリサージュ波形を示す図であり、（ａ）が評価の低い車両の一例であり、（ｂ）が評価の低い高い車両の他例である。図３は、ロール感の官能評価が高い車両のロール角の時間変化とピッチ角の時間変化を示す図である。図４は、ロール感の官能評価が低い車両のロール角の時間変化とピッチ角の時間変化を示す図である。
【００２４】
サスペンションを設計する場合、操舵時の操縦安定性が重要であり、操縦安定性には操舵時に発生するロールやピッチなどの車体の動きが大きな影響を及ぼす。車体の動きのフィーリング評価（官能評価）には、ロール感が用いられる。操縦安定性評価を専門とするテストドライバのロール感の官能評価を分析した結果、ロール感は視覚から感じている部分が大きく、ロールとピッチとの関係が重要であることが判った。
【００２５】
そこで、サスペンションの特性が異なる複数台の車両を用いて、ロールとピッチとの関係に注目した評価を行った。この評価では、各車両において同一の操舵パターンでそれぞれ操舵し、ロールやピッチといった車体の動きを測定するとともに車両の乗員がロール感などの官能評価を行った。図１、図２には、横軸をロール角、縦軸をピッチ角としたリサージュ波形を示している。図１には、官能評価が高かった２台の車両のリサージュ波形の例を示しており、リサージュ波形のヒステリシスが小さいことが判る。図１に示す車両の場合、官能評価から、視線の乱れが小さく、ロール感が良いという結果が得られた。図２には、官能評価が低かった２台の車両のリサージュ波形の例を示しており、リサージュ波形のヒステリシスが大きいことが判る。
【００２６】
このリサージュ波形におけるヒステリシスはロール角とピッチ角との時間差を意味しており、ヒステリシスが小さいほどロール感が良くなることが明らかになった。図３には、官能評価が高かった車両におけるロール角の時間変化ＲＡ１とピッチ角の時間変化ＰＡ１との関係の一例を示しており、ロール角とピッチ角との時間差（位相差）が小さいことが判る。図４には、官能評価が低かった車両におけるロール角の時間変化ＲＡ２とピッチ角の時間変化ＰＡ２との関係の一例を示しており、ロール角とピッチ角との時間差（位相差）が大きいことが判る。以上の評価から、操舵時にはロール角とピッチ角との時間差が小さいほどロール感が良くなり、操縦安定性を向上させるためにはロールとピッチとの発生タイミングを同期させることが最も望ましいことが判った。
【００２７】
図５〜図１０を参照して、本実施の形態に係るサスペンション設計について説明する。図５は、ロールセンタ、瞬間中心、タイヤ横力、上下力の説明図である。図６は、ピッチモーメントとピッチ角との関係を示す図である。図７は、ピッチ角の時間変化とピッチモーメントの時間変化との関係を示す図である。図８は、ロール角の時間変化とタイヤ横力の時間変化との関係を示す図である。図９は、サスペンションのジオメトリに起因するピッチモーメントの説明図である。（ａ）が前輪側のタイヤ横力と上下力を示し、（ｂ）が後輪側のタイヤ横力と上下力を示し、（ｃ）が前後の上下力とピッチモーメントを示す。図１０は、サスペンションの減衰力に起因するピッチモーメントの説明図である。（ａ）が前輪側の減衰力と上下力を示し、（ｂ）が後輪側の減衰力と上下力を示し、（ｃ）が前後の上下力とピッチモーメントを示す。
【００２８】
このサスペンション設計では、ロールとピッチとの発生メカニズムの条件式を導出し、この条件式によりロールとピッチとの発生タイミングを同期させるようにサスペンションを設計する。本実施の形態では、サスペンション設計を行うために、サスペンション設計用プログラムをパーソナルコンピュータなどのコンピュータ上で実行することによって第１ピッチモーメント演算処理、第２ピッチモーメント演算処理、ピッチ角演算処理、フーリエ変換処理、時間差演算処理、サスペンション設計処理を行い、サスペンションを設計する。
【００２９】
第１ピッチモーメント演算処理について説明する。操舵時にピッチが発生する主要因として２つあり、その１つがロールセンタジオメトリ（サスペンションジオメトリ）に起因する旋回時の上下力が前後で異なる時にピッチモーメントとなってピッチが発生するものである。図５に示すように（左旋回している場合の一例）、旋回時には、瞬間中心ＭＣＬ，ＭＣＲを中心にして左右輪ではタイヤ横力ＲＦＬ，ＲＦＲが発生する。瞬間中心ＭＣＬ，ＭＣＲはサスペンションの上アームＵＡと下アームＬＡの延長線の交点であり、ロールセンタＲＣは左輪の瞬間中心ＭＣＬと左輪のタイヤの接地中心とを結ぶ線と右輪の瞬間中心ＭＣＲと右輪のタイヤの接地中心とを結ぶ線との交点である。
【００３０】
このように、タイヤ横力ＲＦＬ，ＲＦＲは瞬間中心ＭＣＬ，ＭＣＲを中心にして作用するので、その分力として左右輪には上下力ＶＦＬ，ＶＦＲも発生する。瞬間中心ＭＣＬ，ＭＣＲは、旋回中、時々刻々とその位置が変化するので、左右輪で異なる位置となる。そのため、左右輪でタイヤ横力ＲＦＬ，ＲＦＲが異なるとともに、上下力ＶＦＬ，ＶＦＲも異なる。その結果、図９（ａ）（ｂ）に示すように（左旋回している場合の一例）、前輪側と後輪側において、左輪の上下力ＶＦＬと右輪の上下力ＶＦＲとの差により上下力ＦＶＦ１，ＲＶＦ１が作用する。図９（ｃ）に示すように、この前輪側の上下力ＦＶＦ１と後輪側の上下力ＲＶＦ１との差により、車両にはジオメトリ分のピッチモーメントＪＰＭが作用する。図９の例では、前輪側の上下力ＦＶＦ１が下方向に作用し、後輪側の上下力ＲＶＦ１が上方向に作用しているので、前輪側が沈み、後輪側が浮き上がるようなピッチモーメントＪＰＭが作用している。
【００３１】
このジオメトリに起因するピッチモーメントを具体的に数式で表現する。前後輪の各上下力ＦＶＦ１，ＲＶＦ１は、タイヤ横力の二乗に比例するものとして近似できる。したがって、操舵周波数をω（ロール角の基本周波数に相当）とし、ロール角をｓｉｎωｔ比例とし、タイヤ横力をｓｉｎω（ｔ−τφ＊）比例とすると、ジオメトリ分のピッチモーメントは式（１）で表すことができる。式（１）では前項が前輪側の上下力ＦＶＦ１であり、後項が後輪側の上下力ＲＶＦ１である。第１ピッチモーメント演算処理では、式（１）を導出する。
【００３２】
【数１】
2007008373.tif 000003
【００３３】
Ｇｆは、前輪のロールセンタジオメトリによって決まる前輪のジオメトリ分のピッチモーメントの比例係数である。Ｇｒは、後輪のロールセンタジオメトリによって決まる後輪のジオメトリ分のピッチモーメントの比例係数である。ジオメトリ分のピッチモーメントの比例係数は、ロールセンタジオメトリ、ロール剛性配分、重量配分などの関数で表され、ロールセンタの高さが高いほど大きな値に設定される。図８に示すように、τφｆは前輪のタイヤ横力ＲＦに対するロール角ＲＡの遅れ時間［ｓ］であり、τφｒは後輪のタイヤ横力ＲＦに対するロール角ＲＡの遅れ時間［ｓ］である。この遅れ時間は、ロール慣性モーメント、ロール剛性、ロール減衰などの関数で表されるが、τφｆ、τφｒを式（２）、式（３）の簡易式から求めてもよいしあるいは実測により求めてもよい。
【００３４】
【数２】
2007008373.tif 000004
【００３５】
Ｃφは、ロール減衰係数［Ｎ／（ｒａｄ／ｓ）］である。Ｋφは、ロール剛性［Ｎｍ／ｒａｄ］である。Ｉγは、ヨー慣性モーメント［ｋｇｍ２］である。ｍは、車両重量［ｋｇ］である。Ｌｒは、後輪と車両重心との間隔［ｍ］である。Ｌｆは、前輪と車両重心との間隔［ｍ］である。Ｖは、車速「ｍ／ｓ」である。
【００３６】
第２ピッチモーメント演算処理について説明する。操舵時にピッチが発生する主要因のもう１つがアブソーバ減衰力（サスペンション減衰力）の伸圧差に起因する旋回時の上下力が前後で異なる時にピッチモーメントとなってピッチが発生するものである。旋回時には、左右輪でアブソーバの減衰力ＤＦＬ，ＤＦＲが異なる。図１０（ａ）（ｂ）に示す例の場合（左旋回している場合の一例）、（ａ）図の前輪では、左輪のアブソーバが伸長して減衰力ＤＦＬが下方向に作用し、右輪のアブソーバが圧縮して減衰力ＤＦＲが上方向に作用し、（ｂ）図の後輪では、左輪のアブソーバが伸長して減衰力ＤＦＬが下方向に作用し、右輪のアブソーバが圧縮して減衰力ＤＦＲが上方向に作用している。前輪側と後輪側において、左輪の減衰力ＤＦＬと右輪の減衰力ＤＦＲとの差により上下力ＦＶＦ２，ＲＶＦ２が作用する。図１０（ｃ）に示すように、この前輪側の上下力ＦＶＦ２と後輪側の上下力ＲＶＦ２との差により、車両には減衰力分のピッチモーメントＤＰＭが作用する。図１０の例では、前輪側の上下力ＦＶＦ２が下方向に大きく作用し、後輪側の上下力ＲＶＦ２が下方向に小さく作用しているので、前輪側が沈み、後輪側が浮き上がるようなピッチモーメントＤＰＭが作用している。
【００３７】
この減衰力伸圧差に起因するピッチモーメントを具体的に数式で表現する。前後輪の各上下力ＦＶＦ２，ＲＶＦ２は、ロールレートに比例する。ロールレートは、ロール角ｓｉｎωｔを微分することにより、ωｃｏｓωｔと表される。そこで、減衰力分のピッチモーメントは、式（４）で表すことができる。第２ピッチモーメント演算処理では、式（４）を導出する。
【００３８】
【数３】
2007008373.tif 000005
【００３９】
Ｍａｂは、減衰力分ピッチモーメントの比例係数である。減衰力分ピッチモーメントの比例係数は、アブソーバの減衰力伸圧差の前後差、トレッド、ロール角の大きさなどの関数で表され、前後輪における左右輪のアブソーバの減衰力伸圧差の差が大きいほど大きな値が設定される。
【００４０】
ピッチ角演算処理について説明する。ジオメトリ分のピッチモーメントと減衰力分のピッチモーメントとを合わせたピッチモーメントに対して、動的な減衰力や慣性力を考慮してピッチ角に変換する。ピッチ角は、式（１）と式（４）との和にピッチ応答（ゲインＧθ、位相τθ）を乗算することにより、式（５）で表すことができる。ピッチ角演算処理では、式（５）を導出する。
【００４１】
【数４】
2007008373.tif 000006
【００４２】
Ｇθは、ピッチモーメントに対するピッチ角の大きさ（ゲイン）であり、図６に示すように、ピッチモーメントとピッチ角との関係を示す直線の傾きである。このゲインＧθは、ピッチ慣性モーメント、ピッチ剛性、ピッチ減衰などの関数で表すことができる。ゲインＧθは、式（６）の簡易式や式（７）の厳密な式から求めてもよいしあるいは実測により求めてもよい。τθは、図７に示すように、ピッチモーメントＰＭに対するピッチ角ＰＡの遅れ時間である。この遅れ時間τθは、ピッチ慣性モーメント、ピッチ剛性、ピッチ減衰などの関数で表すことができる。遅れ時間τθは、式（８）の簡易式や式（９）の厳密な式から求めてもよいしあるいは実測により求めてもよい。
【００４３】
【数５】
2007008373.tif 000007
【００４４】
Ｋθは、ピッチ剛性［Ｎｍ／ｒａｄ］である。Cθは、ピッチ減衰係数［Ｎ／（ｒａｄ／ｓ）］である。Ｉθは、ピッチ慣性モーメント［ｋｇｍ２］である。
【００４５】
フーリエ変換処理について説明する。式（５）で表されるピッチ角は二乗や絶対値の非線形項を含んでいて取り扱い難いので、ロールとピッチとの時間差を表す式が複雑化する。そこで、操舵時のピッチの基本周波数がロールの基本周波数ωの二倍であることから、式（５）をフーリエ変換し、フーリエ展開においてピッチ角に最も影響の大きい２ω成分のフーリエ係数を利用する。このフーリエ係数の二次成分は、式（１０）で表される。フーリエ変換処理では、式（５）で表されるピッチ角をフーリエ変換し、フーリエ係数の二次成分（ピッチ角）である式（１０）を導出する。
【００４６】
【数６】
2007008373.tif 000008
【００４７】
式（１０）は、二乗や絶対値の非線形成分を含まない簡易な式となっている。この式（１０）で表されるピッチ角を利用することによって、ロールとピッチとの時間差も簡易な式で表すことができる。
【００４８】
時間差演算処理について説明する。式（１１）に示すように式（１０）の余弦係数をＡとし、式（１２）に示すように式（１０）の正弦係数をＢとすると、ピッチ角を式（１３）で表すことができる。また、式（１３）のαとＡ，Ｂとの関係を示す式（１４）から、αを式（１５）で表すことができる。一方、ロール角を式（１６）で表すことができる。
【００４９】
【数７】
2007008373.tif 000009
【００５０】
ロール角がピークとなる時刻ｔφは、式（１６）で示すロール角を微分すると式（１７）となるので、ｄφ＝０（ピーク）となるのは式（１８）となる。一方、ピッチ角がピークとなる時刻ｔθは、式（１３）で示すピッチ角を微分すると式（１９）となるので、ｄθ＝０（ピーク）となるのは式（２０）となる。
【００５１】
【数８】
2007008373.tif 000010
【００５２】
したがって、ロール角とピッチ角とのピーク同士の時間差ｔφ−ｔθは、式（２１）で表すことができる。（２ｎ−ｍ）は任意の整数であり、ロール角とピッチ角との隣り合ったピーク同士についての時間差なので、式（２２）と見なすことができる。式（２２）から、式（２１）が式（２３）となる。また、式（２３）のαに式（１５）を代入し、Ａに式（１１）を代入するとともにＢに式（１２）を代入すると、ロール角とピッチ角とのピーク同士の時間差ｔφ−ｔθは式（２４）で表すことができる。時間差演算処理では、式（２４）を導出する。
【００５３】
【数９】
2007008373.tif 000011
【００５４】
式（２４）は、ロールとピッチとの相関関係を考慮したロールとピッチとの発生メカニズムの理論式である。式（２４）において、時間差が０となるのは（つまり、ロールとピークとの発生タイミングが同期するのは）、ｔａｎ−１［］がπ／２となるときであり、ｔａｎ−１の分母が０になるときである。
【００５５】
サスペンション設計処理について説明する。式（２４）で表される時間差ｔφ−ｔθが０となるときのサスペンションの諸元を設計する。例えば、ジオメトリ特性（Ｇｆ、Ｇｒ）、ロール動特性（τφｆ、τφｒ）、ピッチ動特性（τθ）を固定とし、減衰力特性（Ｍａｂ）で時間差ｔφ−ｔθを０とする場合について説明する。式（２４）を時間差０の条件でＭａｂについて解くと、式（２５）となる。減衰力分ピッチモーメントの比例係数Ｍａｂは、実際の減衰力特性（アブソーバの左右輪の減衰力伸圧差の前後差）との間で式（２６）に示す関係に近似できる。したがって、ロール角とピッチ角との時間差を０とする減衰力特性は、式（２７）となり、この式（２７）がロールとピッチとを同期させるための条件（設計指標）となる。サスペンション設計処理では、この式（２７）を導出し、式（２７）に既知のＧｆ、Ｇｒ、τφｆ、τφｒ、τθなどを代入し、減衰力特性（減衰力伸圧差の前後差）を求める。そして、この減衰力伸圧差の前後差から、アブソーバの減衰力を設定する。
【００５６】
【数１０】
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【００５７】
Ｔは、トレッドである。Ｌは、ホイールベースである。ＲＲは、ロールレートである。ＲＧは、車両に作用する横加速度である。例えば、減衰力伸圧差の前後差が大きい場合、Ｍａｂが大きくなり、前後の伸圧差が大きくなるようにアブソーバの減衰力を設計する。
【００５８】
サスペンション設計としては、減衰力特性以外にも設定することができ、以下にその例を示す。ロール動特性、ピッチ動特性、減衰力特性を固定とし、ジオメトリ特性で時間差ｔφ−ｔθを０とする場合には、式（２４）を時間差０の条件でＧｆやＧｒについて解き、ロールセンタの高さを設定する。ジオメトリ特性、ピッチ動特性、減衰力特性を固定とし、ロール動特性で時間差ｔφ−ｔθを０とする場合には、式（２４）を時間差０の条件でτφｆやτφｒについて解き、サスペンションのばねやスタビライザの剛性を設定する。ジオメトリ特性、ロール動特性、減衰力特性を固定とし、ピッチ動特性で時間差ｔφ−ｔθを０とする場合には、式（２４）を時間差０の条件でτθについて解き、サスペンションのばねやスタビライザの剛性を設定する。
【００５９】
最後に、本実施の形態に係るサスペンション設計の流れを図１１のフローチャートに沿って説明する。図１１は、本実施の形態に係るサスペンションの設計の流れを示すフローチャートである。
【００６０】
まず、ジオメトリ分ピッチモーメントの比例係数Ｇｆ，Ｇｒ及びタイヤ横力に対するロール角の遅れ時間τφｆ，τφｒを用いてロールセンタジオメトリに起因する旋回時のピッチモーメントを演算し、式（１）を導出する（Ｓ１）。また、減衰力分ピッチモーメントの比例係数Ｍａｂを用いてサスペンション減衰力伸圧差に起因する旋回時のピッチモーメントを演算し、式（４）を導出する（Ｓ２）。そして、この２つのピッチモーメントとピッチモーメントに対するピッチ角のゲインＧθ及びピッチモーメントに対するピッチ角の遅れ時間τθを用いてピッチ角を演算し、式（５）を導出する（Ｓ３）。
【００６１】
式（５）で表されるピッチ角をフーリエ変換し、そのフーリエ係数の２ω成分を抽出し、式（１０）を導出する（Ｓ４）。フーリエ係数の２ω成分からなるピッチ角を用いて、ピッチ角とロール角との時間差を演算し、式（２４）を導出する（Ｓ５）。
【００６２】
式（２４）のピッチ角とロール角との時間差を０とする場合のサスペンション特性（減衰力特性、ジオメトリ特性、ロール動特性、ピッチ動特性など）を設計する（Ｓ６）。
【００６３】
このサスペンション設計によれば、操舵時のロールとピッチとの相関関係を考慮した発生メカニズムの理論式を導出することにより、ロールとピッチとの発生タイミングを同期させるための条件（設計指標）を明らかにすることができる。この条件に基づいてサスペンションを設計することにより、ロール感が良くなり、操縦安定性を向上させることができる。
【００６４】
以上、本発明に係る実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されることなく様々な形態で実施される。
【００６５】
例えば、本実施の形態ではノーマルのサスペンションの車両に適用したが、アクティブサスペンションを搭載した車両に適用してもよい。
【００６６】
また、本実施の形態ではタイヤ横力をタイヤ横力に対するロール角の遅れ時間に基づいて求める構成としたが、他の手法によって求めてもよい。
【００６７】
また、本実施の形態では式（５）で表されるピッチ角のフーリエ展開の二次成分の係数をピッチ角として取り扱う構成としたが、二次成分以外の係数も用いてピッチ角としてもよいし、あるいは、式（５）で表されるピッチ角をフーリエ変換せずに、そのまま用いてもよい。
【００６８】
また、本実施の形態ではサスペンションの減衰力特性を減衰力伸圧差の前後差としたが、サスペンションの減衰力特性を他の要素で表してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】ロール感の官能評価が高い車両のロール角とピッチ角とのリサージュ波形を示す図であり、（ａ）が評価の高い車両の一例であり、（ｂ）が評価の高い車両の他例である。
【図２】ロール感の官能評価が低い車両のロール角とピッチ角とのリサージュ波形を示す図であり、（ａ）が評価の低い車両の一例であり、（ｂ）が評価の低い車両の他例である。
【図３】ロール感の官能評価が高い車両のロール角の時間変化とピッチ角の時間変化を示す図である。
【図４】ロール感の官能評価が低い車両のロール角の時間変化とピッチ角の時間変化を示す図である。
【図５】ロールセンタ、瞬間中心、タイヤ横力、上下力の説明図である。
【図６】ピッチモーメントとピッチ角との関係を示す図である。
【図７】ピッチ角の時間変化とピッチモーメントの時間変化との関係を示す図である。
【図８】ロール角の時間変化とタイヤ横力の時間変化との関係を示す図である。
【図９】サスペンションのジオメトリに起因するピッチモーメントの説明図である。（ａ）が前輪側のタイヤ横力と上下力を示し、（ｂ）が後輪側のタイヤ横力と上下力を示し、（ｃ）が前後の上下力とピッチモーメントを示す。
【図１０】サスペンションの減衰力に起因するピッチモーメントの説明図である。（ａ）が前輪側の減衰力と上下力を示し、（ｂ）が後輪側の減衰力と上下力を示し、（ｃ）が前後の上下力とピッチモーメントを示す。
【図１１】本実施の形態に係るサスペンションの設計の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００７０】
ＵＡ…上アーム、ＬＡ…下アーム、ＭＣＬ、ＭＣＲ…瞬間中心、ＲＣ…ロールセンタ、ＲＦＬ，ＲＦＲ…タイヤ横力、ＶＦＬ，ＶＦＲ…上下力、ＦＶＦ１，ＲＶＦ１…ジオメトリによる上下力、ＪＰＭ…ジオメトリ分のピッチモーメント、ＤＦＬ，ＤＦＲ…アブソーバの減衰力、ＦＶＦ２，ＲＶＦ２…減衰力伸圧差による上下力、ＤＰＭ…減衰力分のピッチモーメント
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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